JP2004352730A - Polyimide resin composition and resin sheet - Google Patents

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Hidehiro Deguchi
英寛 出口
Akihiko Fujiwara
昭彦 藤原
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Sekisui Chemical Co Ltd
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Sekisui Chemical Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polyimide resin composition which can satisfy both a low water absorption ratio and a low thermal expansion ratio, and a resin sheet. <P>SOLUTION: The polyimide resin composition comprises a polyimide resin and, contained therein, a layered silicate salt swollen with an intercalated organic compound, and has a tanδ peak temperature falling within the temperature range from 0°C to the glass transition temperature of the polyimide resin and at least 30°C higher than the tanδ peak temperature of the polyimide resin in the dynamic viscoelasticity measurement by tensile shear stress. The resin sheet is comprised of the polyimide resin composition. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、低吸水率及び低熱膨張率に優れたポリイミド樹脂組成物及び樹脂シートに関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、ポリイミド樹脂は絶縁性、耐熱性及び弾力性に優れていることから、その特徴を利用して多層プリント基板、ビルドアップ基板等の配線基板用材料や封止フィルム等に用いられており、近年の電子機器の高密度化及び薄膜化に伴って、ポリイミド樹脂に対してより高い接続信頼性が求められている。
【0003】
また、一般通信用や車載用に用いられる配線基板は、高温高湿下等の過酷な環境下で使用されることが多い。また、ポリイミド樹脂は吸水性が高く、このような高温多湿の環境下においてポリイミド樹脂からなる絶縁層を有する配線基板を用いた場合、ポリイミド樹脂が空気中の水を吸収して絶縁性が低下することによって接続信頼性の低下を引き起こしてしまうという問題があった。
【0004】
しかし、ポリイミド樹脂等の熱膨張率が大きい樹脂を基板用材料として用いた場合、配線基板の作動によって配線基板が発熱して膨張するため、ショートや断線を起こして接続信頼性を低下させてしまうという問題があった。
特に、近年の配線基板には細い金属配線が狭い間隔で設けられているために熱膨張によってショートや断線を起こしやすく、そのため、配線基板に用いられる基板用材料としては、低い熱膨張率を有する樹脂組成物が求められている。
【0005】
そこで、これらの問題を解決するために、ポリイミド樹脂に有機オニウムイオンと層状粘土鉱物とを添加したポリイミド樹脂組成物が開示されており、層状珪酸塩がポリイミド樹脂組成物中に分散されることによって、低い吸水率と低い熱膨張率とを両立させることができたと報告されている(例えば、特許文献1)。
【0006】
【特許文献1】
特許2872756号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のポリイミド樹脂組成物では、層状珪酸塩がが十分に微細な状態で分散されていないことがあるため、低い吸水率と低い熱膨張率とを確実に両立させることが困難であるという問題があった。
【0008】
そこで本発明は、上記問題に鑑み、低い吸水率と低い熱膨張率とを両立することができるポリイミド樹脂組成物及び樹脂シートを提供することを目的とする。
【0009】
【問題を解決する手段】
上記問題を解決するため、請求項1に記載の発明は、ポリイミド樹脂中に層間有機化合物で膨潤された層状珪酸塩が含有されたポリイミド樹脂組成物であって、前記ポリイミド樹脂組成物の引張剪断応力による動的粘弾性測定におけるtanδのピーク温度は、0℃から前記ポリイミド樹脂のガラス転移温度までの温度範囲に存在するとともに、前記ポリイミド樹脂のtanδのピーク温度よりも30℃以上高い温度であることを特徴とするポリイミド樹脂組成物としている。
【0010】
また、請求項2に記載の発明は、ポリイミド樹脂中に層間有機化合物で膨潤された層状珪酸塩が含有されたポリイミド樹脂組成物であって、前記ポリイミド樹脂組成物の引張剪断応力による動的粘弾性測定におけるtanδのピーク温度が、0℃から前記ポリイミド樹脂のガラス転移温度以下の温度範囲に存在するとともに、前記ポリイミド樹脂のtanδのピーク温度の1.2倍以上であることを特徴とするポリイミド樹脂組成物としている。
【0011】
また、請求項3に記載の発明は、ポリイミド樹脂中に層間有機化合物で膨潤された層状珪酸塩が含有されたポリイミド樹脂組成物であって、前記ポリイミド樹脂組成物の引張剪断応力による動的粘弾性測定におけるtanδのピーク温度は、0℃から前記ポリイミド樹脂のガラス転移温度までの温度範囲に存在するとともに、前記ポリイミド樹脂組成物のtanδのピーク強度は、前記ポリイミド樹脂のtanδのピーク強度の0.7倍以下であることを特徴とするポリイミド樹脂組成物としている。
【0012】
また、請求項4に記載の発明は、前記ポリイミド樹脂は熱可塑性を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のポリイミド樹脂組成物としている。
【0013】
また請求項5に記載の発明は、前記層状珪酸塩は、モンモリロナイト、ヘクトライト、サポナイト、膨潤性マイカ、及びバーミキュライトから選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のポリイミド樹脂組成物としている。
【0014】
また、請求項6に記載の発明は、請求項1〜5のいずれか1項に記載のポリイミド樹脂組成物からなることを特徴とする樹脂シートとしている。
【0015】
以下に本発明を詳述する。
本発明のポリイミド樹脂組成物は、ポリイミド樹脂及び層状珪酸塩によって形成されるものである。
【0016】
ポリイミド樹脂組成物を形成するポリイミド樹脂としては、例えば、二無水酸類、ジアミン類等をモノマー又はオリゴマーとする樹脂が挙げられる。これらのポリイミド樹脂は単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
【0017】
二無水酸類としては、例えば、無水ピロメリット酸、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。
【0018】
ジアミン類としては、例えば、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、1,4−ジアミノベンゼン等が挙げられる。
【0019】
また、ポリイミド樹脂は熱可塑性であることが好ましい。ポリイミド樹脂が熱可塑性であることによって本発明のポリイミド樹脂組成物に高い成形性を発揮させることができる。
【0020】
また、ポリイミド樹脂を構成するオリゴマー又はポリマーの分子量は4,000〜100,000であることが好ましい。これによって、本発明のポリイミド樹脂組成物に高い成形性を発揮させることができる。
【0021】
本発明のポリイミド樹脂組成物は、層間有機化合物で膨潤された層状珪酸塩を含有する。
なお、本明細書において、層状珪酸塩とは、粘土の主体を構成する鉱物を意味しており、具体的には、層間に交換性の交換性金属カチオンを有する膨潤性の層状珪酸塩鉱物を意味する。この層状珪酸塩は天然物であってもよく、合成物であってもよい。
【0022】
なお、層状珪酸塩の層間に存在する交換性金属カチオンとは、層状珪酸塩の薄片状結晶表面に存在するナトリウムやカルシウム等の金属イオンを意味している。これらの金属イオンは、カチオン性物質とのカチオン交換性を有するので、カチオン性を有する種々の物質を層状珪酸塩の結晶層間に挿入することができる。
【0023】
層状珪酸塩のカチオン交換容量としては特に限定されないが、50〜200ミリ等量/100gであることが好ましい。
カチオン交換容量が50ミリ等量/100g未満であると、カチオン交換によって層状珪酸塩の層間に挿入されるカチオン性物質の量が少なくなるために、結晶層間が充分に非極性化(疎水化)されずにポリイミド樹脂との親和性が低下してしまう。また、カチオン交換容量が200ミリ等量/100gを超えると、層状珪酸塩の結晶層間の結合力が強固になりすぎて、層状珪酸塩の薄片状結晶の剥離が困難になる。
【0024】
層状珪酸塩は、ポリイミド樹脂組成物100重量部に対して、2〜50重量部を含有することが好ましく、5〜30重量部を含有することがより好ましく、5〜10重量部を含有することがさらに好ましい。これによって、本発明のポリイミド樹脂組成物は、低い吸水率と低い熱膨張率を発揮することができる。また、乾燥後におけるポリイミド樹脂組成物の機械的強度の低下を防ぐこともできる。
【0025】
層状珪酸塩の含有量が2重量部未満であるとポリイミド樹脂組成物に低い熱膨張率を発揮することが困難となり、層状珪酸塩の含有量が50重量部を超えると比重が大きくなるとともにポリイミド樹脂組成物が脆弱になってしまう。
【0026】
また、層状珪酸塩は、下記式(1)で定義される形状異方性効果が大きいものであることが好ましい。形状異方性効果の大きい層状珪酸塩を用いることにより、本発明のポリイミド樹脂組成物は優れた力学的物性を有することができる。
【0027】
形状異方性効果=薄片状結晶の積層面の表面積/薄片状結晶の積層側面の表面積 …(1)
【0028】
このような層状珪酸塩としては、例えば、スメクタイト、膨潤性マイカ、バーミキュライト、ハロイサイト等が挙げられる。スメクタイトとしては、モンモリロナイト、ヘクトライト、サポナイト、バイデライト、スティブンサイト、ノントロナイト等が挙げられる。
これらのうち、層状珪酸塩として、モンモリロナイト、ヘクトライト、サポナイト、膨潤性マイカ、バーミキュライトが好適に用いられる。これらの層状珪酸塩は、単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
【0029】
本発明のポリイミド樹脂組成物は、ポリイミド樹脂と層状珪酸塩との界面面積が充分に大きいことが好ましい。これによって、ポリイミド樹脂と層状珪酸塩の表面との相互作用が大きくなるために、ポリイミド樹脂組成物の溶融粘度が高まり成形性を向上させることができる。
【0030】
層状珪酸塩は、ポリイミド樹脂中に均一に分散されているのが好ましく、ポリイミド樹脂中に微細な状態で分散されているのがより好ましい。層状珪酸塩がポリイミド樹脂中に均一に分散され、又はポリイミド樹脂中に微細な状態で分散されていることによって、ポリイミド樹脂の分子鎖運動が立体的に拘束されて低い熱膨張率と低い吸水性を発揮することができる。
また、層状珪酸塩は所定数の層を有する薄片状結晶として分散されるため、本発明のポリイミド樹脂組成物の物理的強度を高めることができ、ポリイミド樹脂組成物を薄いシート状等に加工しても高い物理的強度を発揮することができる。更に、分散された層状珪酸塩同士の間隔が適度な距離であることが好ましい。
【0031】
ポリイミド樹脂中に層状珪酸塩を分散させる方法としては、例えば、有機化層状珪酸塩を用いる方法、発泡剤を用いる方法、分散剤を用いる方法等が挙げられる。これらの方法を用いることにより、ポリイミド樹脂中に層状珪酸塩をより均一かつ微細に分散させることができる。
【0032】
層状珪酸塩を分散させる方法のひとつである有機化層状珪酸塩を用いる方法としては、以下に示す膨潤方法(1)〜(6)によって層間が膨潤された有機化層状珪酸塩を用いる方法が挙げられる。これらの膨潤方法は、単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
なお、有機化層状珪酸塩とは、層状珪酸塩の層間を層間有機化合物によって膨潤された層状珪酸塩を意味する。
【0033】
膨潤方法(1)は、層間有機化合物によるカチオン交換法とも呼ばれる方法で、具体的には、層間有機化合物を用いて層状珪酸塩の層間をカチオン交換することによって層状珪酸塩の層間を予め膨潤させて疎水化する方法である。層状珪酸塩の層間が予め疎水化されることによって、層状珪酸塩とポリイミド樹脂との親和性が高まるため、層状珪酸塩をより均一かつ微細な状態で分散させることができる。
【0034】
このような層間有機化合物としては特に限定されず、例えば、4級アンモニウム塩、4級ホスホニウム塩等が挙げられる。
このような4級アンモニウム塩のうち、層状珪酸塩の結晶層間を充分に膨潤できることから、炭素数6以上のアルキル鎖を有する4級アンモニウム塩、芳香族4級アンモニウム塩、複素環4級アンモニウム塩が好適に用いられる。
【0035】
上記4級アンモニウム塩としては、例えば、トリオクチルメチルアンモニウム塩、ラウリルトリメチルアンモニウム塩、ステアリルトリメチルアンモニウム塩、ジステアリルジメチルアンモニウム塩、ジ硬化牛脂ジメチルアンモニウム塩、ジステアリルジベンジルアンモニウム塩、N−ポリオキシエチレン−N−ラウリル−N,N−ジメチルアンモニウム塩、トリメチルアルキルアンモニウム塩、トリエチルアルキルアンモニウム塩、トリブチルアルキルアンモニウム塩、ジメチルジアルキルアンモニウム塩、ジブチルジアルキルアンモニウム塩、メチルベンジルジアルキルアンモニウム塩、ジベンジルジアルキルアンモニウム塩、トリアルキルメチルアンモニウム塩、トリアルキルエチルアンモニウム塩、トリアルキルブチルアンモニウム塩;ベンジルメチル{2−[2−(p−1,1,3,3−テトラメチルブチルフェノオキシ)エトキシ]エチル}アンモニウムクロライド等の芳香環を有する4級アンモニウム塩;トリメチルフェニルアンモニウム等の芳香族アミンを有する4級アンモニウム塩;アルキルピリジニウム塩、イミダゾリウム塩等の複素環を有する4級アンモニウム塩;ポリエチレングリコール鎖を2つ有するジアルキル4級アンモニウム塩、ポリプロピレングリコール鎖を2つ有するジアルキル4級アンモニウム塩、ポリエチレングリコール鎖を1つ有するトリアルキル4級アンモニウム塩、ポリプロピレングリコール鎖を1つ有するトリアルキル4級アンモニウム塩等が挙げられる。
【0036】
これらの4級アンモニウム塩のうち、イミダゾリウム塩等の複素環を有する4級アンモニウム塩、ラウリルトリメチルアンモニウム塩、ステアリルトリメチルアンモニウム塩、トリオクチルメチルアンモニウム塩、ジステアリルジメチルアンモニウム塩、ジ硬化牛脂ジメチルアンモニウム塩、ジステアリルジベンジルアンモニウム塩、N−ポリオキシエチレン−N−ラウリル−N,N−ジメチルアンモニウム塩等が好適に用いられる。
【0037】
更に、これらの4級アンモニウム塩のうち、イミダゾリウム塩等の複素環を有する複素環4級アンモニウム塩がより好適に用いられる。複素環4級アンモニウム塩を用いて層状珪酸塩の層間を膨潤することによって、ポリイミド樹脂中への層状珪酸塩の分散性をより向上させることができる。
イミダゾリウム塩としては、例えば、1,2−ジメチル−N−デシルイミダゾリウム、1,2−ジメチル−N−オクチルイミダゾリウム、1,2−ジメチル−N−ブチルイミダゾリウム等が挙げられる。
【0038】
膨潤方法(2)は、膨潤方法(1)によって層間を膨潤させた有機化層状珪酸塩の結晶表面に存在する水酸基に対して、この水酸基と化学結合し得る官能基又はこの水酸基との化学的親和性の大きい官能基を分子末端に1個以上有する化合物を用いて更に膨潤させる方法である。
【0039】
水酸基と化学結合し得る官能基、又は水酸基との化学的親和性の大きい官能基としては、例えば、アルコキシ基、グリシジル基、カルボキシル基(二塩基性酸無水物も包含する)、水酸基、イソシアネート基、アルデヒド基等が挙げられる。
また、これらの官能基を有する化合物としては、例えば、これらの官能基を有する、シラン化合物、チタネート化合物、グリシジル化合物、カルボン酸類、アルコール類等が挙げられる。これらの化合物は、単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
【0040】
これらの官能基を有するシラン化合物としては特に限定されず、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)シラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルジメチルメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、γ−アミノプロピルジメチルエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、N−β−(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β−(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−β−(アミノエチル)γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、オクタデシルトリメトキシシラン、オクタデシルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。これらのシラン化合物は、単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
【0041】
膨潤方法(3)は、膨潤方法(1)によって層間を膨潤させた有機化層状珪酸塩の結晶表面に存在する水酸基に対して、この水酸基と化学結合し得る官能基又はこの水酸基と化学的親和性の大きい官能基と、反応性官能基を分子末端に1個以上有する化合物とを用いて更に膨潤させる方法である。
【0042】
膨潤方法(4)は、膨潤方法(1)によって層間を膨潤させた有機化層状珪酸塩の結晶表面に対して、アニオン性界面活性を有する化合物を用いて更に膨潤させる方法である。
このようなアニオン性界面活性を有する化合物としては、イオン相互作用により層状珪酸塩の層間を膨潤できるものであれば特に限定されず、例えば、ラウリル酸ナトリウム、ステアリン酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウム、高級アルコール硫酸エステル塩、第2級高級アルコール硫酸エステル塩、不飽和アルコール硫酸エステル塩等が挙げられる。これらの化合物は、単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
【0043】
膨潤方法(5)は、膨潤方法(1)によって層間を膨潤させた有機化層状珪酸塩の結晶表面に対して、アニオン性界面活性を有する化合物のうち、分子鎖中のアニオン部位以外に反応性官能基を1個以上有する化合物を用いて更に膨潤させる方法である。
【0044】
膨潤方法(6)は、膨潤方法(1)〜(5)のいずれか1つの方法で層間を膨潤させた有機化層状珪酸塩に対して、層状珪酸塩と反応可能な官能基を有する樹脂を添加して更に膨潤させる方法である。
【0045】
層状珪酸塩を分散させる方法のひとつである発泡剤を用いる方法は、ポリイミド樹脂と層状珪酸塩との混合状態で発泡剤を用いてポリイミド樹脂を発泡させ、その発泡エネルギーを層状珪酸塩の分散エネルギーに転換する方法である。このような発泡剤としては、例えば、気体状発泡剤、易揮発性液状発泡剤、加熱分解型固体状発泡剤等が挙げられる。これらの発泡剤は、単独で用いられてもよいし、2種以上が併用されてもよい。
発泡剤を用いる方法としては、例えば、ポリイミド樹脂と層状珪酸塩との混合状態に対して気体状発泡剤を高圧下で含浸させた後、この気体状発泡剤を発泡させる方法、層状珪酸塩の層間に予め加熱分解型発泡剤を含有させ、その加熱分解型発泡剤を加熱により分解させて発泡させる方法等が挙げられる。
【0046】
分散されたときの層状珪酸塩の結晶形状としては特に限定されないが、表面部分の一辺の平均長さは0.01〜3μmであることが好ましく、0.05〜2μmであることがより好ましい。
【0047】
また、層状珪酸塩の平均厚さは0.001〜1μmであることが好ましく、0.01〜0.5μmであることがより好ましい。
ここで、層状珪酸塩の結晶形状は、ポリイミド樹脂組成物の断面を電子顕微鏡等で観察することによって測定される。
【0048】
ポリイミド樹脂組成物に分散された層状珪酸塩は、その積層数が5層以下であることが好ましく、3層以下であることがより好ましく、1層であることが更に好ましい。層状珪酸塩がポリイミド樹脂組成物中に5層以下で分散されることによってポリイミド樹脂と層状珪酸塩との界面面積をより大きくすることができる。
なお、5層以下の積層体とは、具体的には、層状珪酸塩の薄片状結晶間の相互作用が弱められたために薄片状結晶が5層以下となった状態であることを意味する。
【0049】
また、5層以下の層状珪酸塩としてポリイミド樹脂組成物中に分散された割合は、10%以上であることが好ましく、20%以上であることがより好ましい。樹脂組成物中の層状珪酸塩の割合が10%未満だと、樹脂組成物の強度が低下してしまう場合がある。
ここで、5層以下の積層体として分散している層状珪酸塩の割合Zは、本発明のポリイミド樹脂組成物を透過型電子顕微鏡により5万〜10万倍に拡大して観察されたもので、一定面積中において観察できる層状珪酸塩の積層体の全層数X、及び5層以下の積層体として分散している積層体の層数Yを計測することにより、下記式(2)から算出することができる。
【0050】
Z(%)=(Y/X)×100 …(2)
【0051】
ポリイミド樹脂組成物中に分散された層状珪酸塩は、広角X線回折測定法により測定される(001)面の平均層間距離が3nm以上であることが好ましく、3〜5nmであることがより好ましい。なお、層状珪酸塩の平均層間距離とは、層状珪酸塩の薄片状結晶を層とみなした場合における層間の距離の平均を意味し、X線回折ピーク及び透過型電子顕微鏡撮影等の広角X線回折測定法により算出される距離である。
平均層間距離が5nmを超えると、層状珪酸塩の薄片状結晶が層ごとに分離されて層状珪酸塩の相互作用が無視できるほど弱まってしまうため、ポリイミド樹脂組成物が低い熱膨張率を発揮することが困難になってしまう。
【0052】
また、層状珪酸塩の平均層間距離が3〜5nmであり、かつ、層状珪酸塩の一部又は全部が5層以下の積層体として分散することにより、ポリイミド樹脂組成物と層状珪酸塩との界面面積を充分に大きくすることができる。そのため、本発明のポリイミド樹脂組成物は高い溶融粘度を有するので、熱プレス、シボ加工、エンボス加工等の熱成形性が向上し、熱成形された形状の保持性を向上することができる。
【0053】
また、ポリイミド樹脂組成物に含有される層状珪酸塩は、燃焼時に焼結して難燃皮膜を形成して高い難燃性を発揮することができる。この難燃被膜は燃焼時の早い段階で形成され、外界からの酸素の供給を遮断するとともに、燃焼によって発生する可燃性ガスも遮断することができる。
【0054】
また、本発明のポリイミド樹脂組成物は、層状珪酸塩を含有することによって水分子や気体分子に対するバリア性を高めることができる。すなわち、樹脂中に固体物である層状珪酸塩が含有されることによって固体分子が水分子や気体分子の拡散を妨げ、水分子や気体分子が樹脂組成物中へ拡散することを阻害することができる。
同様に、層状珪酸塩等の固形物を含有することによって水分子や気体分子以外に対するバリア性も向上し、耐溶剤性、耐吸湿性、耐吸水性等が向上する。これによって、本発明のポリイミド樹脂組成物は、水分子や気体分子を吸収することによって絶縁性の低下を妨げて高い接続信頼性を発揮することができる。
【0055】
更に、本発明のポリイミド樹脂組成物では、微細な状態で層状珪酸塩が分散されていることによって、樹脂組成物からなる基板等に対して穿孔加工を施したとき、その穿孔の内壁が高い平滑度を有することができる。
具体例としては、樹脂組成物からなる基板に対して炭酸ガスレーザ等のレーザによる穿孔加工を施す場合、レーザによって樹脂成分と層状珪酸塩成分とが同時に分解蒸発し、穿孔の内壁に部分的に残存する層状珪酸塩の残渣も数μm以下の小さなもののみとなるため、内壁が平滑な状態で穿孔加工を施すことができる。これにより、穿孔加工により発生する残渣によってメッキ不良等が発生するのを防止することができる。
【0056】
本発明のポリイミド樹脂組成物のtanδがピークを示す温度(以下、tanδのピーク温度)は、0℃からポリイミド樹脂のみのガラス転移温度までの温度範囲に存在することを必須要件としている。
【0057】
なお、本明細書において、ガラス転移温度とは、過冷却状態からガラス状態に移るときに熱膨張率が急激に変化する温度を意味する。
また、tanδとは、例えば引張剪断応力による動的粘弾性測定において力学的損失正接と称される値である。
【0058】
また、このtanδのピーク温度は、一般に、ポリイミド樹脂の分子鎖運動の自由度と関連があり、tanδのピーク温度が高いことは分子鎖運動の自由度が低いことを意味している。そのため、ポリイミド樹脂の分子鎖運動が層状珪酸塩などによって阻害されるとポリイミド樹脂のピーク温度が上昇し、層状珪酸塩がより微細な状態で分散されているほどピーク温度の上昇の度合いが大きくなる。
【0059】
また、同様に、tanδのピーク温度におけるtanδの値は、ポリイミド樹脂の分子鎖運動の自由度と関連があり、ピーク温度におけるtanδの値が小さいことは分子鎖運動の自由度が低いことを意味している。そのため、ポリイミド樹脂の分子鎖運動が層状珪酸塩などによって阻害されるとポリイミド樹脂のピーク温度におけるtanδの値が低下し、層状珪酸塩がより微細な状態で分散されているほどピーク温度におけるtanδの値の低下の度合いが大きくなる。
【0060】
本発明のポリイミド樹脂組成物のtanδのピーク温度は、層状珪酸塩を含有しないポリイミド樹脂のみのtanδのピーク温度に対して30℃以上高いことを必須要件としており、35℃以上高いことが好ましく、40℃以上高いことがより好ましい。
これによって、本発明のポリイミド樹脂組成物は、ポリイミド樹脂組成物の分子鎖運動を大きく阻害するほど十分に微細な層状珪酸塩が分散されていることを示すので、本発明のポリイミド樹脂組成物に対して低い吸水率と低い熱膨張率とを発揮させることができ、吸湿による絶縁性の低下を妨げて高湿の環境下でも高い接続信頼性を発揮させることができる。
【0061】
また、本発明のポリイミド樹脂組成物のtanδのピーク温度は、層状珪酸塩を含有しないポリイミド樹脂のみのtanδのピーク温度の1.2倍以上であることが好ましく、1.25倍以上であることがより好ましく、1.3倍以上であることがさらに好ましい。
なお、本明細書においてtanδのピーク温度は摂氏(℃)で示され、上記の説明は、例えば、ポリイミド樹脂のみのtanδのピーク温度が70℃のとき、本発明のポリイミド樹脂組成物のtanδのピーク温度は、その1.2倍以上である84℃以上であることを意味する。
【0062】
これによって、本発明のポリイミド樹脂組成物は、ポリイミド樹脂組成物の分子鎖運動を大きく阻害するほど十分に微細な層状珪酸塩が分散されていることを示すので、本発明のポリイミド樹脂組成物に対して低い吸水率と低い熱膨張率とを発揮させることができ、吸湿による絶縁性の低下を妨げて高湿の環境下でも高い接続信頼性を発揮させることができる。
【0063】
また、本発明のポリイミド樹脂組成物のtanδのピーク温度において、ポリイミド樹脂組成物のtanδの値は、層状珪酸塩を含有しないポリイミド樹脂のみのtanδの値の0.7倍以下であることが好ましく、0.65倍以下であることが好ましく、0.6倍以下であることがより好ましい。
【0064】
これによって、本発明のポリイミド樹脂組成物は、ポリイミド樹脂組成物の分子鎖運動を大きく阻害するほど十分に微細な層状珪酸塩が分散されていることを示すので、本発明のポリイミド樹脂組成物に対して低い吸水率と低い熱膨張率とを発揮させることができ、吸湿による絶縁性の低下を妨げて高湿の環境下でも高い接続信頼性を発揮させることができる。
【0065】
本発明のポリイミド樹脂組成物の熱膨張率は、100〜200℃の温度範囲において50ppm/℃以下であることが好ましく、40ppm/℃以下であることがより好ましく、30ppm/℃以下であることが更に好ましい。熱膨張率が50ppm/℃以下であることによって、高温下でも形状安定性を保つことができ、高い接続信頼性を発揮することができる。
【0066】
なお、本発明のポリイミド樹脂組成物の平均熱膨張率は、JIS K7197に準じた公知の方法によって測定することができ、例えば、TMA(Thermomechanical Analysys)装置(セイコー電子社製、TMA/SS120C)を用いて、約4mm×23.6mm、厚さ50μmの試験片を単位断面積あたり5×10Paの引張荷重で、5℃/分の昇温速度で昇温することにより求めることができる。
【0067】
また、本発明のポリイミド樹脂組成物は、下記式(3)によって定義される吸水率が1.5%以下であることが好ましく、1.0%以下であることがより好ましく、0.5%以下であることが更に好ましい。
ポリイミド樹脂組成物の吸水率が1.5%以下であることによって、ポリイミド樹脂組成物が空気中の水を吸収することによる絶縁性の低下を妨げることができ、高湿の環境下でも高い接続信頼性を発揮することができる。
【0068】
(吸水率)=(吸水後の重量−吸水前の重量)/(吸水前の重量)×100…(3)
【0069】
また、本発明のポリイミド樹脂組成物は、必要に応じて、その性能を阻害しない範囲において、添加剤として、難燃剤、造核剤、酸化防止剤(老化防止剤)、熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、滑剤、難燃助剤、帯電防止剤、防曇剤、充填剤、軟化剤、可塑剤、着色剤等が添加されてもよい。これらはそれぞれ単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
【0070】
添加剤のひとつである難燃剤としては、例えば、金属水酸化物、金属酸化物、リン系化合物、窒素系化合物、フッ素樹脂、シリコーンオイル、層状複水和物等が挙げられる。これらの難燃剤は、単独で用いられてもよいし、2種以上が併用されてもよい。
【0071】
添加剤のひとつである難燃剤としては、ハロゲン系組成物を含有しない難燃剤であることが好ましい。なお、難燃剤の製造工程上の都合等により微量のハロゲンが混入することは構わない。
【0072】
金属水酸化物としては、例えば、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、ドーソナイト、アルミン酸化カルシウム、2水和石こう、水酸化カルシウム等が挙げられる。
リン系化合物としては、例えば、赤リン、ポリリン酸アンモニウム等が挙げられる。
窒素系化合物としては、例えば、メラミン、メラミンシアヌレート、メラミンイソシアヌレート、リン酸メラミン及びこれらに表面処理が施したメラミン誘導体等が挙げられる。
層状複水和物としては、例えば、ハイドロタルサイト等が挙げられる。
【0073】
これらの難燃剤のうち、金属水酸化物、メラミン誘導体が好適に用いられる。また、金属水酸化物のうち、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウムがより好適に用いられ、これらは各種の表面処理剤により表面処理が施されたものでもよい。
このような表面処理剤としては、例えば、シランカップリング剤、チタネート系カップリング剤、PVA系表面処理剤、エポキシ系表面処理剤等が挙げられる。
【0074】
難燃剤の含有量は、ポリイミド樹脂100重量部に対して0.1〜100重量部であることが好ましく、5〜80重量部であることがより好ましく、10〜70重量部であることが更に好ましい。難燃剤の含有量がこの範囲内にあると、本発明のポリイミド樹脂組成物は、力学的物性、電気物性、工程適性等に悪影響を与えずに充分な難燃性を発揮することができる。
【0075】
本発明のポリイミド樹脂組成物を製造する方法としては特に限定されず、例えば、直接混練法、溶媒除去法、重合による方法等が挙げられる。
【0076】
直接混練法とは、例えば、ポリイミド樹脂と層状珪酸塩の各所定量と、必要に応じて添加される添加剤等の各所定量とを直接配合して混練する方法である。
【0077】
溶媒除去法とは、例えば、ポリイミド樹脂と層状珪酸塩と、必要に応じて添加される添加剤等の各所定量とをN−メチル−2−ピロリドン、ジメチルホルムアミド等の溶媒中に添加して混合した後、溶媒を除去する方法である。
【0078】
重合による方法とは、ポリイミド樹脂用モノマーと層状珪酸塩と必要に応じて添加される添加剤等の各所定量を混練し、モノマーを重合させることによってポリイミド樹脂の重合とポリイミド樹脂組成物の製造を同時に一括して行う方法である。なお、モノマーを重合させる際、重合開始剤として遷移金属錯体等の重合触媒を予め含有させておくことが好ましい。
【0079】
本発明のポリイミド樹脂組成物を製造する際に樹脂等を混練又は溶媒中で混合する方法としては公知の方法を用いることができ、例えば、押出機、2本ロール、バンバリーミキサー等の混練機を用いて混練又は溶媒中で混合する方法等が挙げられる。
【0080】
本発明のポリイミド樹脂組成物の用途としては特に限定されないが、適当な溶媒に溶解したり、フィルム状に成形したりして加工することにより、例えば、低い吸水率と低い熱膨張率を利用して樹脂シートとして利用することができる。なお、シートとは平面状の材料を意味し、フィルム状のものも含まれる。
樹脂シートとしては、多層プリント基板、ビルドアップ基板等の配線基板用材料、封止フィルム、積層板、樹脂付き銅箔、銅張積層板、TAB用フィルム、プリント基板、プリプレグ、ワニス、光導波路材料等に好適に用いられる。これらのポリイミド樹脂組成物を用いてなる樹脂シートもまた本発明の1つである。
【0081】
【実施例】
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。
【0082】
(実施例1)
以下の方法によって板状成形体を作製した。
まず、以下のポリイミド樹脂用モノマーを、溶媒であるN−メチル−2−ピロリドン41重量部に添加して溶解させ、撹拌機を用いて150rpmの撹拌速度で3時間均一に撹拌することによってポリイミド樹脂用モノマー溶液を得た。
・無水ピロメリット酸 3.0171重量部
・ビス[4(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン 5.9829重量部
【0083】
次に、層状珪酸塩として、トリオクチルメチルアンモニウムクロライドによって層間が膨潤されたヘクトライト(コープケミカル社製、「ルーセンタイトSTN」)0.45重量部を、溶媒であるN−メチル−2−ピロリドン8.55重量部に添加して溶解させ、撹拌機を用いて300rpmの撹拌速度で1時間均一に撹拌することによって層状珪酸塩の溶液を得た。
【0084】
その後、上記の操作から得られたポリイミド樹脂用モノマー溶液50重量部と、層状珪酸塩の溶液9重量部とを混合し、撹拌機を用いて300rpmの撹拌速度で2時間撹拌することによって、モノマーと層状珪酸塩の混合溶液を得た。
【0085】
得られた混合溶液を、アプリケータを用いてポリエチレンテレフタレート(PET)のシート上に塗布した後、窒素雰囲気下で混合溶液を100℃で1時間、150℃で1時間、200℃で1時間の順に加熱することによって溶媒の除去を行った。その後、窒素雰囲気下で更に250℃で30分、300℃で30分、350℃で30分の順に加熱することによって、ポリイミド樹脂用モノマーを重合させて厚さ50μmの板状成形体を作製した。
【0086】
(実施例2)
実施例1で用いた層状珪酸塩が、1,2−ジメチル−N−デシルイミダゾリウムによって層間が膨潤されたヘクトライト(コープケミカル社製、「ルーセンタイトSWN」:カチオン交換容量71meq/100g)0.45重量部であること以外は実施例1と同様にして板状成形体を作製した。
【0087】
(実施例3)
実施例1で用いた層状珪酸塩が、トリオクチルメチルアンモニウムクロライドによって層間が膨潤されたヘクトライト(コープケミカル社製、「ルーセンタイトSTN−A」)0.45重量部であること以外は実施例1と同様にして板状成形体を作製した。
【0088】
(比較例1)
以下の方法によって、実施例1中における樹脂組成物中のポリイミド樹脂を合成し、板状成形体を作製した。
まず、以下のポリイミド樹脂用モノマーを、溶媒であるN−メチル−2−ピロリドン41重量部に添加して溶解させ、撹拌機を用いて150rpmの撹拌速度で5時間均一に撹拌することによってポリイミド樹脂用モノマー溶液を得た。
・無水ピロメリット酸 3.0171重量部
・ビス[4(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン 5.9829重量部
【0089】
得られたポリイミド樹脂用モノマー溶液を、アプリケータを用いてポリエチレンテレフタレート(PET)のシート上に塗布した後、窒素雰囲気下で混合溶液を100℃で1時間、150℃で1時間、200℃で1時間の順に加熱することによって溶媒の除去を行った。その後、窒素雰囲気下で更に250℃で30分、300℃で30分、350℃で30分の順に加熱することによって、ポリイミド樹脂用モノマーを重合させて厚さ50μmの板状成形体を作製した。
【0090】
(比較例2)
実施例1で用いた層状珪酸塩が、層間が膨潤されていないヘクトライト(コープケミカル社製、「ルーセンタイトSWN」)0.45重量部であること以外は実施例1と同様にして板状成形体を作製した。
【0091】
上述の実施例及び比較例で得られた厚さ50μm及び100mmの板状成形体をそれぞれ4mm×23.6mmに裁断し、これを試験片として以下の方法に従って試験片の測定又は評価を行った。
【0092】
(tanδのピーク温度及びガラス転移温度の測定)
粘弾性測定装置(Rheometric Scientific RSAII)を用いて、試験片に対して毎分5℃の昇温速度でtanδがピークを示す温度及びガラス転移温度を測定した。
なお、測定した温度範囲は0℃から300℃で、この温度範囲に2つ以上のtanδピークが観測されたときは、最もtanδの値が大きい値を示す温度を読み取った。
【0093】
試験片のtanδのピーク温度から、比較例1で得られた試験片のtanδのピーク温度を差し引いた温度差を算出した。
【0094】
また、試験片のtanδのピーク温度を、比較例1で得られた試験片のtanδのピーク温度で除算した比を算出した。
【0095】
更に、試験片のtanδのそれぞれのピーク温度において、そのtanδの値を、それぞれのピーク温度における比較例1で得られた試験片のtanδの値で除算した値を算出した。
【0096】
(吸水率の測定)
まず、試験片を350℃で30分間乾燥させたときの試験片の重量を測定し、その後、試験片を23℃の水に24時間浸漬した後の重量を測定することによって、下記式(4)に基づいて試験片の吸水率(単位:%)を測定した。
【0097】
(吸水率)=(吸水後の重量−吸水前の重量)/(吸水前の重量)×100…(4)
【0098】
(熱膨張係数の測定)
TMA(Thermomechanical Analysys)装置(セイコー電子社製、「TMA/SS120C」)を用いて、JIS 7197に準じた方法によって試験片の平均熱膨張係数を測定した。なお、測定条件としては、単位断面積あたりの引張荷重を5×10Pa、測定温度範囲を100〜200℃、昇温速度を5℃/分とした。
【0099】
表1にそれぞれの測定の結果を示す。
【0100】
【表1】

Figure 2004352730
【0101】
【発明の効果】
本発明のポリイミド樹脂組成物は、低い吸水率と低い熱膨張率に優れているため、絶縁性の低下や熱膨張による断線等を妨げることができるので、高い接続信頼性を発揮することができる。
また、本発明の基板用材料は、本発明のポリイミド樹脂組成物から構成されているので、低い吸水率と低い熱膨張率に優れており、絶縁性の低下や熱膨張による断線等を妨げることができるため、高い接続信頼性を発揮することができる。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a polyimide resin composition and a resin sheet having excellent low water absorption and low thermal expansion coefficient.
[0002]
[Prior art]
In general, polyimide resin is excellent in insulation, heat resistance and elasticity, and is used for a material for a wiring board such as a multilayer printed board and a build-up board, a sealing film, etc. With the recent increase in density and thinning of electronic devices, higher connection reliability is required for polyimide resins.
[0003]
In addition, wiring boards used for general communication and vehicles are often used under severe environments such as high temperature and high humidity. In addition, the polyimide resin has high water absorption, and when a wiring board having an insulating layer made of the polyimide resin is used under such a high-temperature and high-humidity environment, the polyimide resin absorbs water in the air and the insulating property is reduced. As a result, there is a problem that the connection reliability is reduced.
[0004]
However, when a resin having a high coefficient of thermal expansion such as a polyimide resin is used as a material for the substrate, the wiring substrate is heated and expanded by the operation of the wiring substrate, thereby causing a short circuit or disconnection, thereby lowering connection reliability. There was a problem.
In particular, in recent wiring boards, thin metal wirings are provided at narrow intervals, so that short-circuiting or disconnection is likely to occur due to thermal expansion. Therefore, as a substrate material used for wiring boards, it has a low coefficient of thermal expansion. There is a need for a resin composition.
[0005]
Therefore, in order to solve these problems, a polyimide resin composition in which an organic onium ion and a layered clay mineral are added to a polyimide resin is disclosed, and the layered silicate is dispersed in the polyimide resin composition. It has been reported that both a low water absorption and a low coefficient of thermal expansion could be achieved (for example, Patent Document 1).
[0006]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 2872756
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above polyimide resin composition, since the layered silicate may not be dispersed in a sufficiently fine state, it is difficult to reliably achieve both a low water absorption and a low coefficient of thermal expansion. There was a problem.
[0008]
In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a polyimide resin composition and a resin sheet that can achieve both a low water absorption and a low coefficient of thermal expansion.
[0009]
[Means to solve the problem]
In order to solve the above problem, the invention according to claim 1 is a polyimide resin composition containing a layered silicate swollen with an interlayer organic compound in a polyimide resin, wherein the polyimide resin composition is subjected to tensile shearing. The peak temperature of tan δ in the dynamic viscoelasticity measurement due to stress is in a temperature range from 0 ° C. to the glass transition temperature of the polyimide resin, and is a temperature 30 ° C. or more higher than the peak temperature of tan δ of the polyimide resin. The polyimide resin composition is characterized in that:
[0010]
The invention according to claim 2 is a polyimide resin composition containing a layered silicate swollen with an interlayer organic compound in a polyimide resin, wherein the polyimide resin composition has a dynamic viscosity due to tensile shear stress. The polyimide has a peak temperature of tan δ in elasticity measurement in a temperature range from 0 ° C. to a glass transition temperature of the polyimide resin or lower, and is at least 1.2 times the tan δ peak temperature of the polyimide resin. It is a resin composition.
[0011]
The invention according to claim 3 is a polyimide resin composition containing a layered silicate swollen by an interlayer organic compound in a polyimide resin, wherein the polyimide resin composition has a dynamic viscosity due to a tensile shear stress. The tan δ peak temperature in the elasticity measurement is in the temperature range from 0 ° C. to the glass transition temperature of the polyimide resin, and the tan δ peak intensity of the polyimide resin composition is 0% of the tan δ peak intensity of the polyimide resin. 0.7 times or less.
[0012]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the polyimide resin composition according to any one of the first to third aspects, wherein the polyimide resin has thermoplasticity.
[0013]
The invention according to claim 5 is characterized in that the layered silicate is at least one selected from montmorillonite, hectorite, saponite, swellable mica, and vermiculite. The polyimide resin composition according to item 1 is provided.
[0014]
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a resin sheet comprising the polyimide resin composition according to any one of the first to fifth aspects.
[0015]
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The polyimide resin composition of the present invention is formed of a polyimide resin and a layered silicate.
[0016]
As the polyimide resin forming the polyimide resin composition, for example, a resin containing dianhydrides, diamines or the like as a monomer or an oligomer is exemplified. These polyimide resins may be used alone or in combination of two or more.
[0017]
Examples of dianhydrides include pyromellitic anhydride, 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-diphenylsulfonetetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-diphenylethertetracarboxylic dianhydride and the like.
[0018]
Examples of the diamines include bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] sulfone, 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene, 4,4′-diaminodiphenyl ether, 1,4-diaminobenzene, and the like. No.
[0019]
Further, the polyimide resin is preferably thermoplastic. When the polyimide resin is thermoplastic, the polyimide resin composition of the present invention can exhibit high moldability.
[0020]
Further, the molecular weight of the oligomer or polymer constituting the polyimide resin is preferably 4,000 to 100,000. Thereby, the polyimide resin composition of the present invention can exhibit high moldability.
[0021]
The polyimide resin composition of the present invention contains a layered silicate swollen with an interlayer organic compound.
In the present specification, the layered silicate means a mineral constituting a main component of clay, and specifically, a swellable layered silicate mineral having exchangeable exchangeable metal cations between layers. means. This layered silicate may be a natural product or a synthetic product.
[0022]
The exchangeable metal cation present between the layers of the layered silicate means metal ions such as sodium and calcium present on the surface of the flaky crystal of the layered silicate. Since these metal ions have cation exchange properties with a cationic substance, various cationic substances can be inserted between the crystal layers of the layered silicate.
[0023]
The cation exchange capacity of the layered silicate is not particularly limited, but is preferably 50 to 200 milliequivalents / 100 g.
If the cation exchange capacity is less than 50 milliequivalents / 100 g, the amount of the cationic substance inserted between the layers of the layered silicate by the cation exchange decreases, so that the crystal layers are sufficiently depolarized (hydrophobicized). Instead, the affinity with the polyimide resin is reduced. On the other hand, if the cation exchange capacity exceeds 200 milliequivalents / 100 g, the bonding strength between the crystal layers of the layered silicate becomes too strong, and it becomes difficult to peel the flaky crystal of the layered silicate.
[0024]
The layered silicate preferably contains 2 to 50 parts by weight, more preferably 5 to 30 parts by weight, and more preferably 5 to 10 parts by weight, based on 100 parts by weight of the polyimide resin composition. Is more preferred. Thereby, the polyimide resin composition of the present invention can exhibit a low water absorption and a low coefficient of thermal expansion. Further, it is also possible to prevent a decrease in mechanical strength of the polyimide resin composition after drying.
[0025]
When the content of the layered silicate is less than 2 parts by weight, it is difficult to exhibit a low coefficient of thermal expansion in the polyimide resin composition, and when the content of the layered silicate exceeds 50 parts by weight, the specific gravity increases and The resin composition becomes brittle.
[0026]
Further, the layered silicate preferably has a large shape anisotropy effect defined by the following formula (1). By using a layered silicate having a large shape anisotropy effect, the polyimide resin composition of the present invention can have excellent mechanical properties.
[0027]
Shape anisotropy effect = surface area of flaky crystal lamination surface / surface area of flaky crystal lamination side surface
[0028]
Examples of such a layered silicate include smectite, swellable mica, vermiculite, halloysite, and the like. Examples of the smectite include montmorillonite, hectorite, saponite, beidellite, stevensite, nontronite and the like.
Of these, montmorillonite, hectorite, saponite, swellable mica, and vermiculite are preferably used as the layered silicate. These layered silicates may be used alone or in combination of two or more.
[0029]
The polyimide resin composition of the present invention preferably has a sufficiently large interface area between the polyimide resin and the layered silicate. Thereby, the interaction between the polyimide resin and the surface of the layered silicate is increased, so that the melt viscosity of the polyimide resin composition is increased and the moldability can be improved.
[0030]
It is preferable that the layered silicate is uniformly dispersed in the polyimide resin, and it is more preferable that the layered silicate is finely dispersed in the polyimide resin. The layered silicate is uniformly dispersed in the polyimide resin, or is dispersed in a fine state in the polyimide resin, whereby the molecular chain motion of the polyimide resin is sterically constrained, resulting in a low coefficient of thermal expansion and low water absorption. Can be demonstrated.
Further, since the layered silicate is dispersed as flaky crystals having a predetermined number of layers, the physical strength of the polyimide resin composition of the present invention can be increased, and the polyimide resin composition is processed into a thin sheet or the like. Even high physical strength can be exhibited. Further, the distance between the dispersed layered silicates is preferably an appropriate distance.
[0031]
Examples of the method of dispersing the layered silicate in the polyimide resin include a method using an organic layered silicate, a method using a foaming agent, a method using a dispersant, and the like. By using these methods, the layered silicate can be more uniformly and finely dispersed in the polyimide resin.
[0032]
As a method of using an organically modified layered silicate which is one of the methods for dispersing the layered silicate, a method of using an organically modified layered silicate in which the interlayer is swollen by the following swelling methods (1) to (6) is exemplified. Can be These swelling methods may be used alone or in combination of two or more.
The term "organized layered silicate" refers to a layered silicate swollen by interlayer organic compounds between layers of the layered silicate.
[0033]
The swelling method (1) is a method also called a cation exchange method using an interlayer organic compound. Specifically, the interlayer of the layered silicate is swelled in advance by cation exchange between the layers of the layered silicate using the interlayer organic compound. This is a method of making the surface hydrophobic. Since the affinity between the layered silicate and the polyimide resin is increased by making the layers of the layered silicate hydrophobic in advance, the layered silicate can be dispersed in a more uniform and fine state.
[0034]
Such an interlayer organic compound is not particularly limited, and examples thereof include quaternary ammonium salts and quaternary phosphonium salts.
Among such quaternary ammonium salts, quaternary ammonium salts having an alkyl chain having 6 or more carbon atoms, aromatic quaternary ammonium salts, and heterocyclic quaternary ammonium salts can sufficiently swell between the crystal layers of the layered silicate. Is preferably used.
[0035]
Examples of the quaternary ammonium salt include trioctylmethyl ammonium salt, lauryl trimethyl ammonium salt, stearyl trimethyl ammonium salt, distearyl dimethyl ammonium salt, di-hardened tallow dimethyl ammonium salt, distearyl dibenzyl ammonium salt, N-polyoxy Ethylene-N-lauryl-N, N-dimethylammonium salt, trimethylalkylammonium salt, triethylalkylammonium salt, tributylalkylammonium salt, dimethyldialkylammonium salt, dibutyldialkylammonium salt, methylbenzyldialkylammonium salt, dibenzyldialkylammonium salt , Trialkylmethylammonium salt, trialkylethylammonium salt, trialkylbutylammonium Quaternary ammonium salts having an aromatic ring such as benzylmethyl {2- [2- (p-1,1,3,3-tetramethylbutylphenoxy) ethoxy] ethyl} ammonium chloride; aromatics such as trimethylphenylammonium Quaternary ammonium salts having an amine; quaternary ammonium salts having a heterocyclic ring, such as alkylpyridinium salts and imidazolium salts; dialkyl quaternary ammonium salts having two polyethylene glycol chains, and dialkyl quaternary ammonium salts having two polypropylene glycol chains Salts, trialkyl quaternary ammonium salts having one polyethylene glycol chain, and trialkyl quaternary ammonium salts having one polypropylene glycol chain.
[0036]
Among these quaternary ammonium salts, quaternary ammonium salts having a heterocyclic ring such as imidazolium salts, lauryl trimethyl ammonium salt, stearyl trimethyl ammonium salt, trioctyl methyl ammonium salt, distearyl dimethyl ammonium salt, and di-hardened tallow dimethyl ammonium Salt, distearyldibenzylammonium salt, N-polyoxyethylene-N-lauryl-N, N-dimethylammonium salt and the like are preferably used.
[0037]
Further, among these quaternary ammonium salts, a heterocyclic quaternary ammonium salt having a heterocyclic ring such as an imidazolium salt is more preferably used. By swelling the interlayer of the layered silicate using the heterocyclic quaternary ammonium salt, the dispersibility of the layered silicate in the polyimide resin can be further improved.
Examples of the imidazolium salt include 1,2-dimethyl-N-decylimidazolium, 1,2-dimethyl-N-octylimidazolium, 1,2-dimethyl-N-butylimidazolium, and the like.
[0038]
In the swelling method (2), a functional group capable of chemically bonding to the hydroxyl group or a chemical group of the hydroxyl group present on the crystal surface of the organically modified layered silicate swollen between layers by the swelling method (1) is used. This is a method of further swelling using a compound having one or more functional groups having high affinity at the molecular terminals.
[0039]
Examples of a functional group capable of chemically bonding to a hydroxyl group or a functional group having a high chemical affinity with a hydroxyl group include, for example, an alkoxy group, a glycidyl group, a carboxyl group (including a dibasic acid anhydride), a hydroxyl group, and an isocyanate group. And aldehyde groups.
Examples of compounds having these functional groups include silane compounds, titanate compounds, glycidyl compounds, carboxylic acids, and alcohols having these functional groups. These compounds may be used alone or in combination of two or more.
[0040]
The silane compound having these functional groups is not particularly limited, and examples thereof include vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltris (β-methoxyethoxy) silane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, and γ-aminopropylmethyldimethoxy. Silane, γ-aminopropyldimethylmethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-aminopropylmethyldiethoxysilane, γ-aminopropyldimethylethoxysilane, methyltriethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, trimethylmethoxysilane, hexyltri Methoxysilane, hexyltriethoxysilane, N-β- (aminoethyl) γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β- (aminoethyl) γ-aminopropyltriethoxysilane, N-β- ( Minoethyl) γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, octadecyltrimethoxysilane, octadecyltriethoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ- Methacryloxypropyltriethoxysilane and the like can be mentioned. These silane compounds may be used alone or in combination of two or more.
[0041]
The swelling method (3) includes a functional group capable of chemically bonding with the hydroxyl group or a chemical affinity with the hydroxyl group present on the crystal surface of the crystallized layered silicate swollen between layers by the swelling method (1). This is a method of further swelling using a highly functional functional group and a compound having one or more reactive functional groups at the molecular terminals.
[0042]
The swelling method (4) is a method of further swelling the crystallized surface of the organically modified layered silicate which has been swollen between layers by the swelling method (1), using a compound having anionic surface activity.
The compound having such an anionic surfactant is not particularly limited as long as it can swell between the layers of the layered silicate by ionic interaction. For example, sodium laurate, sodium stearate, sodium oleate, higher alcohols Sulfate, secondary higher alcohol sulfate, unsaturated alcohol sulfate, and the like. These compounds may be used alone or in combination of two or more.
[0043]
In the swelling method (5), the compound having an anionic surface activity is reactive with the crystal surface of the organically modified layered silicate swollen between the layers by the swelling method (1), except for the anion site in the molecular chain. This is a method of further swelling using a compound having one or more functional groups.
[0044]
In the swelling method (6), a resin having a functional group capable of reacting with the layered silicate is added to the organically modified layered silicate swollen between layers by any one of the swelling methods (1) to (5). It is a method of adding and further swelling.
[0045]
A method using a foaming agent, which is one of the methods for dispersing the layered silicate, is to foam the polyimide resin using a foaming agent in a mixed state of the polyimide resin and the layered silicate, and to increase the foaming energy by the dispersion energy of the layered silicate. It is a way to convert to. Examples of such a foaming agent include a gaseous foaming agent, a volatile liquid foaming agent, and a heat decomposition type solid foaming agent. These foaming agents may be used alone or in combination of two or more.
As a method using a blowing agent, for example, after impregnating a gaseous blowing agent under high pressure with respect to a mixed state of a polyimide resin and a layered silicate, a method of foaming the gaseous blowing agent, A method in which a heat-decomposable foaming agent is previously contained between the layers, and the heat-decomposable foaming agent is decomposed by heating to foam.
[0046]
The crystal shape of the layered silicate when dispersed is not particularly limited, but the average length of one side of the surface portion is preferably 0.01 to 3 μm, and more preferably 0.05 to 2 μm.
[0047]
Further, the average thickness of the layered silicate is preferably 0.001 to 1 μm, more preferably 0.01 to 0.5 μm.
Here, the crystal shape of the layered silicate is measured by observing a cross section of the polyimide resin composition with an electron microscope or the like.
[0048]
The number of layers of the layered silicate dispersed in the polyimide resin composition is preferably 5 or less, more preferably 3 or less, and even more preferably 1 layer. By dispersing the layered silicate in the polyimide resin composition in five or less layers, the interface area between the polyimide resin and the layered silicate can be further increased.
Note that a laminate having five or less layers specifically means a state in which the number of flaky crystals is five or less because the interaction between the flaky crystals of the layered silicate is weakened.
[0049]
Further, the proportion of the layered silicate having five or less layers dispersed in the polyimide resin composition is preferably 10% or more, and more preferably 20% or more. If the ratio of the layered silicate in the resin composition is less than 10%, the strength of the resin composition may be reduced.
Here, the ratio Z of the layered silicate dispersed as a laminate of 5 layers or less was observed by magnifying the polyimide resin composition of the present invention 50,000 to 100,000 times with a transmission electron microscope. Calculated from the following equation (2) by measuring the total number X of layered silicate laminates observable in a fixed area and the number Y of layered laminates dispersed as a laminate of 5 or less layers. can do.
[0050]
Z (%) = (Y / X) × 100 (2)
[0051]
The layered silicate dispersed in the polyimide resin composition has an average interlayer distance of the (001) plane measured by a wide-angle X-ray diffraction measurement method of preferably 3 nm or more, more preferably 3 to 5 nm. . The average interlayer distance of the layered silicate means the average of the distance between the layers when the flaky crystal of the layered silicate is regarded as a layer, and indicates an X-ray diffraction peak and a wide-angle X-ray such as a transmission electron microscope image. This is a distance calculated by a diffraction measurement method.
When the average interlayer distance exceeds 5 nm, the flaky crystals of the layered silicate are separated for each layer and the interaction of the layered silicate is weakened to a negligible degree, so that the polyimide resin composition exhibits a low coefficient of thermal expansion. It becomes difficult.
[0052]
Further, the average interlayer distance of the layered silicate is 3 to 5 nm, and part or all of the layered silicate is dispersed as a laminate of 5 layers or less, whereby the interface between the polyimide resin composition and the layered silicate is reduced. The area can be made sufficiently large. Therefore, since the polyimide resin composition of the present invention has a high melt viscosity, the thermoformability such as hot pressing, embossing, embossing, etc. can be improved, and the retention of the thermoformed shape can be improved.
[0053]
Further, the layered silicate contained in the polyimide resin composition can be sintered at the time of combustion to form a flame-retardant film and exhibit high flame retardancy. This flame-retardant film is formed at an early stage of combustion, and can cut off supply of oxygen from the outside world and also cut off combustible gas generated by combustion.
[0054]
Further, the polyimide resin composition of the present invention can enhance the barrier property against water molecules and gas molecules by containing the layered silicate. That is, by containing the layered silicate as a solid material in the resin, the solid molecules can prevent the diffusion of water molecules and gas molecules, and can prevent the water molecules and gas molecules from diffusing into the resin composition. it can.
Similarly, by containing a solid substance such as a layered silicate, the barrier property against water molecules and gas molecules is also improved, and the solvent resistance, moisture absorption resistance, water absorption resistance, and the like are improved. Accordingly, the polyimide resin composition of the present invention can exhibit high connection reliability by absorbing water molecules and gas molecules, thereby preventing a decrease in insulating properties.
[0055]
Further, in the polyimide resin composition of the present invention, the layered silicate is dispersed in a fine state, so that when a substrate or the like made of the resin composition is subjected to perforation processing, the inner wall of the perforation is highly smooth. Can have a degree.
As a specific example, when a substrate made of a resin composition is subjected to perforation processing using a laser such as a carbon dioxide gas laser, the resin component and the layered silicate component are simultaneously decomposed and evaporated by the laser, and partially remain on the inner wall of the perforation. Since only a small layered silicate residue of several μm or less is formed, the perforation can be performed with the inner wall being smooth. Thereby, it is possible to prevent the occurrence of plating failure or the like due to the residue generated by the perforation processing.
[0056]
The temperature at which tan δ of the polyimide resin composition of the present invention exhibits a peak (hereinafter, the peak temperature of tan δ) is an essential requirement that it be in a temperature range from 0 ° C to the glass transition temperature of the polyimide resin alone.
[0057]
In addition, in this specification, the glass transition temperature means a temperature at which the coefficient of thermal expansion changes abruptly when shifting from a supercooled state to a glassy state.
Further, tan δ is a value called a mechanical loss tangent in dynamic viscoelasticity measurement by, for example, tensile shear stress.
[0058]
Further, the tan δ peak temperature is generally related to the degree of freedom of the molecular chain motion of the polyimide resin, and a high tan δ peak temperature means that the degree of freedom of the molecular chain motion is low. Therefore, the peak temperature of the polyimide resin increases when the molecular chain motion of the polyimide resin is inhibited by the layered silicate or the like, and the degree of the increase in the peak temperature increases as the layered silicate is dispersed in a finer state. .
[0059]
Similarly, the value of tan δ at the peak temperature of tan δ is related to the degree of freedom of the molecular chain motion of the polyimide resin, and a small value of tan δ at the peak temperature means that the degree of freedom of the molecular chain motion is low. are doing. Therefore, the value of tan δ at the peak temperature of the polyimide resin decreases when the molecular chain motion of the polyimide resin is inhibited by the layered silicate or the like, and the tan δ at the peak temperature as the layered silicate is dispersed in a finer state. The degree of decrease in the value increases.
[0060]
The tan δ peak temperature of the polyimide resin composition of the present invention is an essential requirement that the tan δ peak temperature of only the polyimide resin not containing the layered silicate be 30 ° C or higher, preferably 35 ° C or higher, It is more preferable that the temperature is 40 ° C. or higher.
This indicates that the polyimide resin composition of the present invention has sufficiently fine layered silicate dispersed therein to greatly inhibit the molecular chain motion of the polyimide resin composition. On the other hand, a low water absorption rate and a low thermal expansion coefficient can be exhibited, and a decrease in insulation due to moisture absorption can be prevented, and high connection reliability can be exhibited even in a high humidity environment.
[0061]
Further, the peak temperature of tan δ of the polyimide resin composition of the present invention is preferably 1.2 times or more, and more preferably 1.25 times or more of the tan δ peak temperature of only the polyimide resin containing no layered silicate. Is more preferably 1.3 times or more.
In the present specification, the peak temperature of tan δ is shown in degrees Celsius (° C.). The above description is based on, for example, the case where the peak temperature of tan δ of only the polyimide resin is 70 ° C. The peak temperature is 84 ° C. or higher, which is 1.2 times or more the peak temperature.
[0062]
This indicates that the polyimide resin composition of the present invention has sufficiently fine layered silicate dispersed therein to greatly inhibit the molecular chain motion of the polyimide resin composition. On the other hand, a low water absorption rate and a low thermal expansion coefficient can be exhibited, and a decrease in insulation due to moisture absorption can be prevented, and high connection reliability can be exhibited even in a high humidity environment.
[0063]
Further, at the peak temperature of tan δ of the polyimide resin composition of the present invention, the value of tan δ of the polyimide resin composition is preferably 0.7 times or less the value of tan δ of only the polyimide resin containing no layered silicate. , 0.65 times or less, and more preferably 0.6 times or less.
[0064]
This indicates that the polyimide resin composition of the present invention has sufficiently fine layered silicate dispersed therein to greatly inhibit the molecular chain motion of the polyimide resin composition. On the other hand, a low water absorption rate and a low thermal expansion coefficient can be exhibited, and a decrease in insulation due to moisture absorption can be prevented, and high connection reliability can be exhibited even in a high humidity environment.
[0065]
The coefficient of thermal expansion of the polyimide resin composition of the present invention is preferably 50 ppm / ° C or lower, more preferably 40 ppm / ° C or lower, and more preferably 30 ppm / ° C or lower in a temperature range of 100 to 200 ° C. More preferred. When the coefficient of thermal expansion is 50 ppm / ° C. or less, shape stability can be maintained even at a high temperature, and high connection reliability can be exhibited.
[0066]
The average coefficient of thermal expansion of the polyimide resin composition of the present invention can be measured by a known method according to JIS K7197. For example, a TMA (Thermomechanical Analysis) device (manufactured by Seiko Electronics Co., Ltd., TMA / SS120C) can be used. Using a test piece of about 4 mm × 23.6 mm and a thickness of 50 μm, 5 × 10 4 It can be obtained by raising the temperature at a rate of 5 ° C./min with a tensile load of Pa.
[0067]
Further, the polyimide resin composition of the present invention preferably has a water absorption defined by the following formula (3) of 1.5% or less, more preferably 1.0% or less, and more preferably 0.5% or less. It is more preferred that:
When the water absorption of the polyimide resin composition is 1.5% or less, it is possible to prevent a decrease in insulation due to the polyimide resin composition absorbing water in the air, and to achieve a high connection even in a high humidity environment. Reliability can be demonstrated.
[0068]
(Water absorption) = (weight after water absorption−weight before water absorption) / (weight before water absorption) × 100 (3)
[0069]
In addition, the polyimide resin composition of the present invention may contain, if necessary, additives such as a flame retardant, a nucleating agent, an antioxidant (antioxidant), a heat stabilizer, and a light stabilizer as long as the performance is not hindered. Agents, ultraviolet absorbers, lubricants, flame retardant aids, antistatic agents, antifogging agents, fillers, softeners, plasticizers, coloring agents, and the like may be added. These may be used alone or in combination of two or more.
[0070]
Examples of the flame retardant, which is one of the additives, include a metal hydroxide, a metal oxide, a phosphorus compound, a nitrogen compound, a fluororesin, a silicone oil, and a layered double hydrate. These flame retardants may be used alone or in combination of two or more.
[0071]
The flame retardant, which is one of the additives, is preferably a flame retardant containing no halogen-based composition. It is to be noted that a small amount of halogen may be mixed due to the production process of the flame retardant or the like.
[0072]
Examples of the metal hydroxide include aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, dawsonite, calcium aluminate, gypsum gypsum, calcium hydroxide and the like.
Examples of the phosphorus compound include red phosphorus, ammonium polyphosphate and the like.
Examples of the nitrogen-based compound include melamine, melamine cyanurate, melamine isocyanurate, melamine phosphate, and melamine derivatives obtained by subjecting these to surface treatment.
Examples of the layered double hydrate include hydrotalcite and the like.
[0073]
Among these flame retardants, metal hydroxides and melamine derivatives are preferably used. Further, among the metal hydroxides, magnesium hydroxide and aluminum hydroxide are more preferably used, and these may be subjected to surface treatment with various surface treatment agents.
Examples of such a surface treatment agent include a silane coupling agent, a titanate coupling agent, a PVA surface treatment agent, and an epoxy surface treatment agent.
[0074]
The content of the flame retardant is preferably from 0.1 to 100 parts by weight, more preferably from 5 to 80 parts by weight, further preferably from 10 to 70 parts by weight, based on 100 parts by weight of the polyimide resin. preferable. When the content of the flame retardant is within this range, the polyimide resin composition of the present invention can exhibit sufficient flame retardancy without adversely affecting mechanical properties, electrical properties, process suitability, and the like.
[0075]
The method for producing the polyimide resin composition of the present invention is not particularly limited, and examples include a direct kneading method, a solvent removing method, a method by polymerization, and the like.
[0076]
The direct kneading method is, for example, a method of directly mixing and kneading a predetermined amount of each of the polyimide resin and the layered silicate with a predetermined amount of an additive or the like added as needed.
[0077]
The solvent removal method is, for example, adding a polyimide resin, a layered silicate, and predetermined amounts of additives and the like added as necessary to a solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone and dimethylformamide and mixing them. Then, the solvent is removed.
[0078]
The method by polymerization is a method of kneading a predetermined amount of each of a polyimide resin monomer, a layered silicate, and an additive to be added as necessary, and polymerizing the monomer to polymerize the polyimide resin and produce a polyimide resin composition. This is a method that is performed simultaneously and collectively. When the monomer is polymerized, it is preferable to previously contain a polymerization catalyst such as a transition metal complex as a polymerization initiator.
[0079]
Known methods can be used as a method of kneading or mixing a resin or the like in a solvent when producing the polyimide resin composition of the present invention, for example, an extruder, a two-roller, a kneader such as a Banbury mixer. And kneading or mixing in a solvent.
[0080]
Although the use of the polyimide resin composition of the present invention is not particularly limited, it may be dissolved in an appropriate solvent, or formed into a film and processed, for example, by utilizing a low water absorption and a low coefficient of thermal expansion. Can be used as a resin sheet. Note that the sheet means a planar material, and includes a film-like material.
Resin sheets include materials for wiring boards such as multilayer printed boards and build-up boards, sealing films, laminates, copper foil with resin, copper-clad laminates, TAB films, printed boards, prepregs, varnishes, and optical waveguide materials. And the like. A resin sheet using these polyimide resin compositions is also one of the present invention.
[0081]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.
[0082]
(Example 1)
A plate-like molded body was produced by the following method.
First, the following polyimide resin monomer was added to and dissolved in 41 parts by weight of N-methyl-2-pyrrolidone as a solvent, and the mixture was uniformly stirred at a stirring speed of 150 rpm for 3 hours using a stirrer. A monomer solution was obtained.
-Pyromellitic anhydride 3.0171 parts by weight
Bis [4 (3-aminophenoxy) phenyl] sulfone 5.9829 parts by weight
[0083]
Next, as a layered silicate, 0.45 parts by weight of hectorite (“Lucentite STN” manufactured by Corp Chemical Co., Ltd.) swollen between layers with trioctylmethylammonium chloride was added to N-methyl-2-pyrrolidone as a solvent. It was added to 8.55 parts by weight, dissolved, and uniformly stirred for 1 hour at a stirring speed of 300 rpm using a stirrer to obtain a layered silicate solution.
[0084]
Thereafter, 50 parts by weight of the monomer solution for polyimide resin obtained from the above operation and 9 parts by weight of the layered silicate solution were mixed, and the mixture was stirred for 2 hours at a stirring speed of 300 rpm using a stirrer. And a layered silicate mixed solution was obtained.
[0085]
After applying the obtained mixed solution on a sheet of polyethylene terephthalate (PET) using an applicator, the mixed solution was heated at 100 ° C for 1 hour, 150 ° C for 1 hour, and 200 ° C for 1 hour under a nitrogen atmosphere. The solvent was removed by sequentially heating. Thereafter, by heating in a nitrogen atmosphere at 250 ° C. for 30 minutes, at 300 ° C. for 30 minutes, and at 350 ° C. for 30 minutes, the polyimide resin monomer was polymerized to prepare a 50 μm-thick plate-shaped molded body. .
[0086]
(Example 2)
Hectorite in which the layered silicate used in Example 1 is swollen between layers with 1,2-dimethyl-N-decylimidazolium (“Lucentite SWN”, manufactured by Corp Chemical: cation exchange capacity 71 meq / 100 g) 0 A plate-like molded body was produced in the same manner as in Example 1 except that the amount was 0.45 parts by weight.
[0087]
(Example 3)
Example 1 Except that the layered silicate used in Example 1 was 0.45 parts by weight of hectorite (“Lucentite STN-A” manufactured by Corp Chemical Co.) swollen between layers with trioctylmethylammonium chloride. In the same manner as in Example 1, a plate-like molded body was produced.
[0088]
(Comparative Example 1)
By the following method, a polyimide resin in the resin composition in Example 1 was synthesized to produce a plate-like molded body.
First, the following polyimide resin monomer was added to and dissolved in 41 parts by weight of N-methyl-2-pyrrolidone as a solvent, and the mixture was uniformly stirred at a stirring speed of 150 rpm for 5 hours using a stirrer. A monomer solution was obtained.
-Pyromellitic anhydride 3.0171 parts by weight
Bis [4 (3-aminophenoxy) phenyl] sulfone 5.9829 parts by weight
[0089]
After applying the obtained monomer solution for polyimide resin to a sheet of polyethylene terephthalate (PET) using an applicator, the mixed solution was heated at 100 ° C for 1 hour, 150 ° C for 1 hour, and 200 ° C under a nitrogen atmosphere. The solvent was removed by heating for 1 hour. Thereafter, by heating in a nitrogen atmosphere at 250 ° C. for 30 minutes, at 300 ° C. for 30 minutes, and at 350 ° C. for 30 minutes, the polyimide resin monomer was polymerized to prepare a 50 μm-thick plate-shaped molded body. .
[0090]
(Comparative Example 2)
Except that the layered silicate used in Example 1 was 0.45 parts by weight of hectorite (“Lucentite SWN” manufactured by Coop Chemical Co., Ltd.) in which the interlayer was not swollen, the plate-like silicate was formed in the same manner as in Example 1. A molded body was produced.
[0091]
The plate-shaped molded bodies having a thickness of 50 μm and 100 mm obtained in the above Examples and Comparative Examples were cut into 4 mm × 23.6 mm, respectively, and the test pieces were measured or evaluated according to the following methods. .
[0092]
(Measurement of tan δ peak temperature and glass transition temperature)
Using a viscoelasticity measuring device (Rheometric Scientific RSAII), the temperature at which tan δ peaks and the glass transition temperature of the test piece were measured at a heating rate of 5 ° C./min.
The measured temperature range was from 0 ° C. to 300 ° C. When two or more tan δ peaks were observed in this temperature range, the temperature at which the value of tan δ was the largest was read.
[0093]
A temperature difference was calculated by subtracting the tan δ peak temperature of the test piece obtained in Comparative Example 1 from the tan δ peak temperature of the test piece.
[0094]
Further, a ratio was calculated by dividing the tan δ peak temperature of the test piece by the tan δ peak temperature of the test piece obtained in Comparative Example 1.
[0095]
Further, at each peak temperature of tan δ of the test piece, a value was calculated by dividing the value of tan δ by the value of tan δ of the test piece obtained in Comparative Example 1 at each peak temperature.
[0096]
(Measurement of water absorption)
First, the weight of the test piece when the test piece was dried at 350 ° C. for 30 minutes was measured, and then the weight of the test piece after being immersed in water at 23 ° C. for 24 hours was measured. ) Was used to measure the water absorption (unit:%) of the test piece.
[0097]
(Water absorption) = (weight after water absorption−weight before water absorption) / (weight before water absorption) × 100 (4)
[0098]
(Measurement of thermal expansion coefficient)
The average thermal expansion coefficient of the test piece was measured by a method according to JIS 7197 using a TMA (Thermomechanical Analysis) device (“TMA / SS120C” manufactured by Seiko Instruments Inc.). In addition, as a measurement condition, the tensile load per unit sectional area is 5 × 10 4 Pa, the measurement temperature range was 100 to 200 ° C, and the heating rate was 5 ° C / min.
[0099]
Table 1 shows the results of each measurement.
[0100]
[Table 1]
Figure 2004352730
[0101]
【The invention's effect】
Since the polyimide resin composition of the present invention is excellent in low water absorption and low thermal expansion coefficient, it can prevent disconnection or the like due to a decrease in insulating property or thermal expansion, and can exhibit high connection reliability. .
In addition, since the substrate material of the present invention is composed of the polyimide resin composition of the present invention, it is excellent in low water absorption and low thermal expansion coefficient, and prevents disconnection or the like due to a decrease in insulating property or thermal expansion. Therefore, high connection reliability can be exhibited.

Claims (6)

ポリイミド樹脂中に層間有機化合物で膨潤された層状珪酸塩が含有されたポリイミド樹脂組成物であって、
前記ポリイミド樹脂組成物の引張剪断応力による動的粘弾性測定におけるtanδのピーク温度は、0℃から前記ポリイミド樹脂のガラス転移温度までの温度範囲に存在するとともに、前記ポリイミド樹脂のtanδのピーク温度よりも30℃以上高い温度であることを特徴とするポリイミド樹脂組成物。
A polyimide resin composition containing a layered silicate swollen with an interlayer organic compound in the polyimide resin,
The peak temperature of tan δ in the dynamic viscoelasticity measurement by the tensile shear stress of the polyimide resin composition is in a temperature range from 0 ° C. to the glass transition temperature of the polyimide resin, and is higher than the tan δ peak temperature of the polyimide resin. A temperature higher than 30 ° C.
ポリイミド樹脂中に層間有機化合物で膨潤された層状珪酸塩が含有されたポリイミド樹脂組成物であって、
前記ポリイミド樹脂組成物の引張剪断応力による動的粘弾性測定におけるtanδのピーク温度が、0℃から前記ポリイミド樹脂のガラス転移温度以下の温度範囲に存在するとともに、前記ポリイミド樹脂のtanδのピーク温度の1.2倍以上であることを特徴とするポリイミド樹脂組成物。
A polyimide resin composition containing a layered silicate swollen with an interlayer organic compound in the polyimide resin,
The peak temperature of tan δ in the dynamic viscoelasticity measurement by the tensile shear stress of the polyimide resin composition exists in a temperature range from 0 ° C. to the glass transition temperature of the polyimide resin or lower, and the peak temperature of tan δ of the polyimide resin is A polyimide resin composition characterized by being 1.2 times or more.
ポリイミド樹脂中に層間有機化合物で膨潤された層状珪酸塩が含有されたポリイミド樹脂組成物であって、
前記ポリイミド樹脂組成物の引張剪断応力による動的粘弾性測定におけるtanδのピーク温度は、0℃から前記ポリイミド樹脂のガラス転移温度までの温度範囲に存在するとともに、
前記ポリイミド樹脂組成物のtanδのピーク強度は、前記ポリイミド樹脂のtanδのピーク強度の0.7倍以下であることを特徴とするポリイミド樹脂組成物。
A polyimide resin composition containing a layered silicate swollen with an interlayer organic compound in the polyimide resin,
The peak temperature of tan δ in the dynamic viscoelasticity measurement by tensile shear stress of the polyimide resin composition exists in a temperature range from 0 ° C. to a glass transition temperature of the polyimide resin,
A polyimide resin composition, wherein the tan δ peak intensity of the polyimide resin composition is 0.7 times or less the tan δ peak intensity of the polyimide resin.
前記ポリイミド樹脂は熱可塑性を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のポリイミド樹脂組成物。The polyimide resin composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the polyimide resin has thermoplasticity. 前記層状珪酸塩は、モンモリロナイト、ヘクトライト、サポナイト、膨潤性マイカ、及びバーミキュライトから選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のポリイミド樹脂組成物。The polyimide resin composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the layered silicate is at least one selected from montmorillonite, hectorite, saponite, swellable mica, and vermiculite. 請求項1〜5のいずれか1項に記載のポリイミド樹脂組成物からなることを特徴とする樹脂シート。A resin sheet comprising the polyimide resin composition according to claim 1.
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